Entwicklung praxistauglicher Strategien zur Regulierung von Zikaden im ökologischen Arznei- und Gewürzpflanzenanbau im Freiland und unter Glas

In einem vierjährigen Vorhaben wurde von 2007 bis 2011 die Problematik des Zikadenbefalls an Arznei- und Gewürzpflanzen sowie frischen Kräutern im ökologischen Anbau untersucht. Im Grundlagenbereich wurde die bestehende Literatur gesichtet und anhand umfangreicher Beprobungen von Praxisflächen um neue Informationen zur Biologie und Verbreitung des Schaderregers ergänzt. Der im Projekt erarbeitete Schlüssel zur Bestimmung der mitteleuropäischen Arten der Zikadengattung Eupteryx und ein vorläufiger Bestimmungsschlüssel ihrer Larven in Deutschland stellen grundlegende Arbeitshilfen in der Bestimmung der Zikaden dar. Zur Versorgung von Versuchsarbeiten wurden Zikadenzuchten der Arten Eu. florida, Eu. decemnotata und Emelyanoviana mollicula aufgebaut, eine Zuchtanleitung erarbeitet und damit weitere Informationen zur Zikadenbiologie gewonnen. Der Nachweis von Zikadeneiern gelang nur an frischem Blattmaterial. Die Frage nach dem Verbleib der Überwinterungseier konnte nicht beantwortet werden. Nach einem Überblick zu den natürlichen Gegenspieler von Zikaden, in dem Literaturangaben zu den verschiedenen Organismengruppen der Pathogene, Nematoden, Parasitoiden und Räuber, mit Feldbeobachtungen während der Projektlaufzeit zusammenfasst werden, liefert die Erfassung der natürlichen Gegenspieler mittels Photoeklektoren und Gelbtafeln zusätzlich Informationen zur Ökologie der Zikaden. Mit Hilfe molekulargenetischer Methoden wurde geprüft, ob über die intraspezifische Varianz zwischen mitteleuropäischen Populationen Ausbreitungswege von Eupteryx decemnotata zu rekonstruieren wären. Dabei zeigte sich, dass das vorhandene Trockenmaterial derzeit für eine solche Untersuchung nicht geeignet ist. In zwei weit voneinander entfernten Population von Eu. melissae und Eu. decemnotata wurden genitalmorphologisch veränderte „feminoide“ Individuen gefunden. Es wurde überprüft, ob diese Veränderungen im Zusammenhang stehen mit dem als Reproduktionsparasiten bekannten Bakterium Wolbachia. Das Bakterium wurde zwar in beiden Zikadenarten gefunden, doch sind für den Nachweis der Kausalität weitere Untersuchungen nötig. Auf verschiedenen Versuchsebenen (Biotest, Modell- und Gewächshausversuche, Freiland- und Praxisversuche) wurde eine große Anzahl an Wirksubstanzen, Pflanzenstärkungsmitteln, entomopathogenen Pilzen sowie Nützlingen gegen Zikaden an den Modelkulturen Melisse und Salbei getestet. Die Prüfung von Pflanzenschutzmittel beschäftigte sich vor allem mit dem Einsatz von NeemAzal T/S und Quassia. Da zu diesen Mitteln die meisten Versuche durchgeführt wurden, können zu diesen umfassende Ergebnisse berücksichtigt werden. Eine populationsmindernde Wirkung konnte nur für diese beiden Mittel aufgezeigt werden. Alle anderen Prüfmittel, einschließlich der Nützlinge (kommerziell verfügbare Räuber) erbrachten unter den hier herrschenden Versuchsbedingungen keine reproduzierbaren Regulierungserfolge. Allerdings kann auf eine Vielzahl positiver Ergebnissen zurückgegriffen werden, die in weiteren Versuchsarbeiten intensiver betrachtet werden sollten. Hierzu zählen die Ergebnisse mit entomopathogenen Pilzen. In mehreren Versuchen zeigte sich Lecanicillium muscarium als deutlich reduzierend auf die Larvenzahlen. Ferner erwiesen sich einige Nutzarthropoden, darunter die räuberischen Blumenwanzen Orius spp. als populationsmindernd, auch wenn sie eine Massenvermehrung der Zikaden nicht verhindern konnten. Unter den technischen Pflanzenschutzmaßnahmen war vor allem der Einsatz engmaschiger Kulturschutznetze auf unbelasteten, neu angelegten Freilandbeständen eine wirkungsvolle Maßnahme zur Zikadenregulierung, wohingegen das Absaugen oder Abfangen mit Klebefallen in den durchgeführten Versuchen nicht erfolgreich war. Im Freilandanbau kann ein Ernteschnitt mit anschließend tiefem Rückschnitt, beispielsweise von Melisse oder Salbei, einen effektvollen Eingriff in die Zikadenpopulation bewirken. In den durchgeführten Experimenten konnten keine Veränderungen der Gehalte an Ätherischem Öl, dessen Zusammensetzung und dem Gehalt an Rosmarinsäure bei Salbei, Melisse und Oregano in Abhängigkeit der Saugtätigkeit der Zikaden nachgewiesen werden. Auch die vermutete Ertragsreduktion durch Zikadenbefall wurde trotz hohem, künstlich provoziertem Befall nicht eindeutig geklärt. Geringere Chlorophyllgehalte bei starken Zikadensaugschäden waren bei Melisse und Salbei festgestellt worden. Auswirkungen auf die optische Qualität der Pflanzenrohware lässt sich anhand der Farbe in Schadensstärken von mindestens 10 % befallener Blattfläche nachweisen. Ein dreijähriges Zikadenpopulationsmonitoring an Melisse und an Salbei zeigte, dass in Südwestdeutschland sicher regelmäßig eine dritte Generation von Eu. atropunctata auftritt. In Ostdeutschland ist dies zumindest in manchen Jahren der Fall. Mit dem Klimawandel und besonders den in den vergangenen Jahren warmen Phasen im Oktober und November, ist jedoch zu vermuten, dass sich der trivoltine Zyklus mehr und mehr etablieren wird und damit das Problem im Pflanzenschutz verstärkt. Die Populationsmaxima schwanken auf den Flächen (i) zwischen den verschiedenen Generationen ein und desselben Jahres, (ii) zwischen den Jahren, (iii) zwischen verschiedenen Schlägen und (iv) zwischen den verschiedenen Zikadenarten. Evidente Faktoren, welche die Populationsentwicklung beeinflussen können, sind (i) die Bedingungen für eine Erstbesiedlung im Jahr der Pflanzung/Ansaat sowie für eine Wiederbesiedlung nach Populationszusammenbrüchen (Nähe, Richtung und Populationsstärke von externen Besiedlungsquellen), (ii) Parasitoide, besonders Dryinidae (Zikadenwespen), welche bis 50 % der Population des Hauptschädlings Eupteryx atropunctata befallen können, und (iii) der Schnittzeitpunkt (besonders in Relation zum Fortschreiten der Larvalentwicklung). Die Ausgangssituation des Vorjahres, insbesondere die Frage, wie viele Eier im Herbst abgelegt werden konnten, sowie die Winterhöhe der Pflanzen spielen vermutlich eine wichtige Rolle für die Populationsgröße des Folgejahres (Hangover-Effekt). Trotz aller Bemühungen ist derzeit eine Prognose der Populationsentwicklung und damit der Befallsstärke nur schwierig, zumal weitere Faktoren vorhanden sind, deren Einfluss nicht gezielt untersucht werden konnte und daher nicht vorhersagbar ist (z.B. Witterung, Räuber, Pilze, Wolbachia). Für die Praxis wichtige Informationen zu den Austriebsschäden und der Besiedlung von Neuanlagen ergeben sich aus den phänologischen Untersuchungen der Praxisflächen. Der Bericht stellt neben den Grundlagenarbeiten und Regulierungsmaßnehmen Praxisbeispiele vor und bietet bebilderte Erkennungshilfen des Schaderregers. Die im Schlussbericht angegebenen Anhangsdateien können bei Frau Blum ([email protected]) angefordert werden

Exponential suppression of radiatively induced mass in the truncated overlap

A certain truncation of the overlap (domain wall fermions) contains $k$ flavors of Wilson-Dirac fermions. We show that for sufficiently weak lattice gauge fields the effective mass of the lightest Dirac particle is exponentially suppressed in $k$. This suppression is seen to disappear when lattice topology is non-trivial. We check explicitly that the suppression holds to one loop in perturbation theory. We also provide a new expression for the free fermion propagator with an arbitrary additional mass term.Comment: 26 pages, plain Te

Variation in acclimation of photosynthesis in Trifolium repens after eight years of exposure to Free Air CO2 Enrichment (FACE)

The initial stimulation of photosynthesis observed on elevation of [CO2] in grasslands has been predicted to be a transient phenomenon constrained by the loss of photosynthetic capacity due to other limitations, notably nutrients and sinks for carbohydrates. Legumes might be expected partially to escape these feedbacks through symbiotic N2 fixation. The Free‐Air Carbon dioxide Enrichment (FACE) experiment at Eschikon, Switzerland, has been the longest running investigation of the effects of open‐air elevation of [CO2] on vegetation. The prediction of a long‐term loss of photosynthetic capacity was tested by analysing photosynthesis in Trifolium repens L. (cv. Milkanova) in the spring and autumn of the eighth, ninth and tenth years of treatment. A high and low N treatment also allowed a test of the significance of exogenous N‐supply in maintaining a stimulation of photosynthetic capacity in the long‐term. Prior work in this Free Air CO2 Enrichment (FACE) experiment has revealed that elevated [CO2] increased both vegetative and reproductive growth of T. repens independent of N treatment. It is shown here that the photosynthetic response of T. repens was also independent of N fertilization under both current ambient and elevated (600 µmol mol-1) [CO2]. There was a strong effect of season on photosynthesis, with light‐saturated rates (Asat) 37% higher in spring than in autumn. Higher Asat in the spring was supported by higher maximum Rubisco carboxylation rates (Vc,max) and maximum rates of electron transport (Jmax) contributing to RuBP regeneration. Elevated [CO2] increased Asat by 37% when averaged across all measurement periods and both N fertilization levels, and decreased stomatal conductance by 25%. In spring, there was no effect of elevated [CO2] on photosynthetic capacity of leaves, but in autumn both Vc,max and Jmax were reduced by approximately 20% in elevated [CO2]. The results show that acclimation of photosynthetic capacity can occur in a nitrogen‐fixing species, in the field where there are no artificial restrictions on sink capacity. However, even with acclimation there was a highly significant increase in photosynthesis at elevated [CO2

Microstructure of porous SiO2-Ta2O5-rich glass

Glasses composed of 60 wt% sodium borate and 40 wt% (SiO2 + Ta2O5) were melted, phase-separated by heat treatment and leached. The ratio SiO2 : Ta2O5 was varied between 4 : 1 and 1 : 14.7 (by wt). The microstructure of the glasses in the various stages of development was characterized by means of x-ray diffractometry and analytical electron microscopy. Substitution of SiO2 by Ta2O5 up to a ratio SiO2 : Ta2O5 = 1 : 5 (by wt) produced clear glasses whereas higher fractions of Ta2O5 produced opaque glasses which include a crystal-like phase. The specific surface area of the porous skeleton showed a strong dependence on composition in the leached state; a maximum of 352m2g-1 was measured for a composition with the ratio SiO2: Ta2O5 = 1 : 1. Transmission electron micrographs at high resolution show phase contrasts, indicating partial structural ordering in tantalum-rich, heat-treated and leached glasses, resembling lattice fringe Images of a crystalline structure. However, electron diffraction patterns show only one single and remarkably sharp diffraction ring, indicating a one-dimensionally ordered paracrystalline state of aggregation for the insoluble phase. This observation is in contradiction with existing models of glass structures. The presence of sodium in the porous insoluble skeleton with approximate composition Na2Ta6O15Si2 is confirmed by combined EDS and EELS analyses. The development of a fully ordered crystalline phase was monitored by means of a high-temperature x-ray camera; tetragonal crystal symmetry is proposed for this phase

Verbreitung und Biologie der an mitteleuropäischen Arznei- und Gewürzpflanzen schädlichen Blattzikaden: (Hemiptera: Cicadellidae, Typhlocybinae)

Distribution, biology and hostplant relations of typhlocybid leafhopper pests of medical herbs and spices in Central Europe (Hemiptera: Cicadellidae, Typhlocybinae). Biology, distribution, habitat and hostplant requirements of leafhopper pests of medical herbs and spices in Central Europe are summarized on the basis of literature studies and new data. The 6 most important species are Emelyanoviana mollicula (Boh.), Sulphur Leafhopper, Eupt-eryx atropunctata (Goeze), Black-spotted Leafhopper, Eu. aurata (L.), Golden Leafhopper, Eu. florida Rib., Garden Leafhopper, Eu. melissae Curt., Balm Leafhopper and Eu. decemnotata R., Ligurian Leafhopper. The importance of Empoasca pteridis (Dhlb.), Green Potato Leafhopper, still has to be clarified. The special significance of Lamiaceae as host plants for typhlocybine leafhoppers, the role of etherial oils for host choice, biogeographic aspects, expansion histo-ry, hemerophily and its historical dynamics are discussed. The problems caused by misin-terpretations and misidentifications of many species of the genus Eupteryx according to old identification works are demonstrated. This knowledge can be used as a basis for possible pest control measures.Distribution, biology and hostplant relations of typhlocybid leafhopper pests of medical herbs and spices in Central Europe (Hemiptera: Cicadellidae, Typhlocybinae). Biology, distribution, habitat and hostplant requirements of leafhopper pests of medical herbs and spices in Central Europe are summarized on the basis of literature studies and new data. The 6 most important species are Emelyanoviana mollicula (Boh.), Sulphur Leafhopper, Eupt-eryx atropunctata (Goeze), Black-spotted Leafhopper, Eu. aurata (L.), Golden Leafhopper, Eu. florida Rib., Garden Leafhopper, Eu. melissae Curt., Balm Leafhopper and Eu. decemnotata R., Ligurian Leafhopper. The importance of Empoasca pteridis (Dhlb.), Green Potato Leafhopper, still has to be clarified. The special significance of Lamiaceae as host plants for typhlocybine leafhoppers, the role of etherial oils for host choice, biogeographic aspects, expansion histo-ry, hemerophily and its historical dynamics are discussed. The problems caused by misin-terpretations and misidentifications of many species of the genus Eupteryx according to old identification works are demonstrated. This knowledge can be used as a basis for possible pest control measures

Soil mineral nitrogen availability was unaffected by elevated atmospheric pCO2 in a four year old field experiment (Swiss FACE)

The effect of elevated (60 Pa) atmospheric carbon dioxide partial pressure (pCO2) and N fertilisation on the availability of mineral N and on N transformation in the soil of a Lolium perenne L. monoculture was investigated in the Swiss FACE (Free Air Carbon dioxide Enrichment) experiment. The apparent availability of nitrate and ammonium for plants was estimated during a representative, vegetative re-growth period at weekly intervals from the sorption of the minerals to mixed-bed ion-exchange resin bags at a soil depth of 5 cm. N mineralisation was measured using sequential coring and in situ exposure of soil cores in the top 10 cm of the soil before and after the first cut in spring 1997. High amounts of mineral N were bound to the ion exchange resin during the first week of re-growth. This was probably the combined result of the fertiliser application, the weak demand for N by the newly cut sward and presumably high rates of root decay and exudation after cutting the sward. During the first 2 weeks after the application of fertiliser N at the first cut, there was a dramatic reduction in available N; N remained low during the subsequent weeks of re-growth in all treatments. Overall, nitrate was the predominant form of mineral N that bound to the resin for the duration of the experiment. Apparently, there was always more nitrate than ammonium available to the plants in the high N fertilisation treatment for the whole re-growth period. Apparent N availability was affected significantly by elevated pCO2 only in the first week after the cut; under high N fertilisation, elevated pCO2 increased the amount of mineral N that was apparently available to the plants. Elevated pCO2 did not affect apparent net transformation of N, loss of N or uptake of N by plants. The present data are consistent with earlier results and suggest that the amount of N available to plants from soil resources does not generally increase under elevated atmospheric pCO2. Thus, a possible limiting effect of N on primary production could become more stringent under elevated atmospheric pCO2 as the demand of the plant for N increase

The overlap lattice Dirac operator and dynamical fermions

I show how to avoid a two level nested conjugate gradient procedure in the context of Hybrid Monte Carlo with the overlap fermionic action. The resulting procedure is quite similar to Hybrid Monte Carlo with domain wall fermions, but is more flexible and therefore has some potential worth exploring.Comment: Further expanded version. 12 pages, plain Te

Zikadenschäden im Arznei- und Gewürzpflanzenanbau: Interaktive Lösungsansätze von Wissenschaft, Beratung und Bauern

Leafhopper stippling damages in cultures of medical herbs and spices are increasing since the mid 1990s in various parts of Central Europe. We launched a project within the frame of the Federal Programme for Organic Farming (BÖL) in order to gain information on the taxonomic status of the pest, as well as its basic biology and current distribution. In addition to this we tested whether cicads could be controlled by organic insecticides such as azadirachtin, pyrethrum and quassia, and by entomopathogenic fungi as biological control agents. We found stippling damages of varying extent in nearly all fields under study. The pest has been identified as a complex of species belonging to cicadellids of the subfamily Typhlocybinae. These cicads have feeding mechanisms that differ from the widelyknown “hopper burn” on vegetables and grapevine caused by other cicads. Locally we found high cicad mortality in field populations caused by Entomophthorales and insect parasitoids. Our insecticide tests indicate that the investigated cicades can be partly controlled by Quassia and the entomopathogenic fungus Verticillium lecanii

Ostdeutschlands Transformation seit 1990 im Spiegel wirtschaftlicher und sozialer Indikatoren. 2. aktualisierte und verbesserte Auflage

20 Jahre nach der "friedlichen Revolution" und dem darauffolgenden Herstellen der staatlichen Einheit Deutschlands legt das IWH erneut eine Dokumentation der gesellschaftlichen, vor allen Dingen der wirtschaftlichen Entwicklung vor. Ziel ist es, anhand von Zahlen, Schaubildern und Tabellen mit entsprechenden Erklärungen die Vielschichtigkeit des Wandels der Neuen Länder aufzuzeigen. Damit fällt auch die Bewertung differenziert aus: Es gibt eine weitgehend modernisierte Infrastruktur, das erste, was an "blühende Landschaften" erinnern mag. Einige Unternehmen und Standorte konnten sich mit großem wirtschaftlichen Erfolg die Weltmarktführerschaft in wesentlichen Technologien sichern. Aber es gibt auch einen massiven Bevölkerungsverlust, sich entleerende Gebiete. Manche Städte und erhebliche Teile des ländlichen Raums suchen eine neue Aufgabe in der nationalen und internationalen Arbeitsteilung. "Damit zusammenwächst, was zusammengehört" - dieses Bild ist damit kontrovers zu beleuchten. Wenige haben gedacht, dass 40 Jahre Teilung und Zwangswirtschaft so lange in ihren Folgen vorhalten würden. Post-Transformationsgesellschaften, zu denen auch die der Neuen Bundesländer zählen, schütteln ihre Vergangenheit nur langsam ab: Der bürgerliche, insbesondere auch wirtschaftlich tätige Mittelstand entwickelt sich erst; noch viele Jahre des erfolgreichen Wirtschaftens liegen vor ihm, bis er in der Breite die hohe Internationalität Westdeutschlands erreicht hat. Denn dort sind Globale Mittelständische Unternehmen, so genannte "GMUs", als spezialisierte Nischenanbieter weltbekannt. Internationale Unternehmenszentralen fehlen in den Neuen Bundesländern vollkommen, was in erheblichem Maße auch die weiterhin persistente Einkommenslücke gegenüber Westdeutschland erklärt und zugleich auf einige Folgeerscheinungen verweist, beispielsweise verringerte Erwerbstätigkeitschancen, eine gegenüber den Alten Ländern geringere Kaufkraft. Folgen für die Urbanität der Städte sind unausweichlich ..